地下水水环境修复

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1、水污染生态修复技术——地下水按地下水的贮存埋藏条件分类1.包气带水结合水（分吸湿水、薄膜水）毛管水（分毛管悬着水与毛管上升水）重力水（分上层滞水与渗透重力水）2.饱水带水潜水承压水（分自流溢水与非自流溢水）主要内容：地下水污染修复第一节地下水环境生态修复技术第二节地下水常见污染及修复技术第三节污染地下水的空气吹脱修复技术第一节地下水环境生态修复技术原位修复异位修复1.1地下水原位修复技术原位？——是在基本不破坏土壤和地下水自然环境的条件下，将受污染的地下水原位进行修复。可分为：原位工程修复原位自然修复1.1.1原位工程修复工艺类型原位工程修复设计典型原位工程

2、修复系统一、工艺类型包气带(Vadosezone)：位于地球表面以下、潜水面以上的地质介质。包气带污染修复常采用生物曝气法。包气带(Vadosezone)的示意图。潜水层和承压层水污染修复：一种工艺是向地下水层钻井注入空气，提供氧气，同时利用回收井，抽取地下水，进行循环；通过渗透，提供微生物需要的各种营养。一、工艺类型氧气氧气潜水层和承压层水污染修复：第二种工艺，是利用曝气井和抽提井组合，在注入空气的同时,在另一侧，抽提蒸气和空气，加快循环。一、工艺类型蒸汽空气空气空气一、工艺类型潜水层和承压层水污染修复：第三种方法是使用暂时的物理屏障以减缓并阻滞污染物在地

3、下水中的进一步迁移，该方法在一些受有毒有害污染物污染的地点已取得成功的经验。可渗透反应墙(Permeablereactivebarrier,PRB)PRB主要由透水反应介质组成,通常置于地下水污染羽状体下游,与地下水流垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种,污染地下水在自身水力梯度作用下通过PRB时,产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应,使水中污染物得到去除。多个原位反应器连接方式：串联并联有效性经济性安全性添加介质的种类：PRB技术应用实例三氯乙烯PRB技术应用实例PRB技术应用实例二、原位工程修复设计设计的主要内容：将电子受体、微生物营养和活性微生物

4、有效输送至受污染的目标区域。确定设计目标：对已知的材料包括现场地质和水力数据、污染评价报告、现场可行性研究结果和修复的要求进行仔细分析；确定修复工程需要达到的具体目标。二、原位工程修复设计确定修复工艺和参数：根据具体情况合理选择修复工艺；确定了生物修复工艺，即可选择相应的工艺参数。生物修复需要进行的时间可以根据总的需氧量和氧的输送速率来“粗略的估算”。二、原位工程修复设计主要设计步骤如下：①确定是否需要向修复区域输送微生物营养；②预料修复过程中可能出现的化学和微生物学方面的变化，设计对应的措施；③设计输送系统；④执行长期监测计划。二、原位工程修复设计三、典型

5、原位工程修复系统典型原位修复系统包括地下水回收井、地面处理单元、营养添加单元、电子受体添加单元、回注地下受污染区域等，如图所示。143562提高修复效率的措施①可以采用纯氧代替空气或者过氧化氢，提高DO的浓度。②也可以采用硝酸盐代替氧和过氧化氢作为电子受体。③可以注入甲烷，提高甲烷细菌的活性。④采用厌氧、好氧和共代谢组合的方法。设计中需要注意的问题：①最佳氧化还原条件的创造和维护，最佳地质条件如pH值、DO和温度等；②有效投加方式；③微生物和营养物质等在水平和垂直方向的传递和分布。总之，投加、传质和混合是原位修复技术成功的关键环节。1.1.2原位自然修复原位

6、自然生物修复是利用土壤和地下水原本就存在的自然野生微生物降解土壤和地下水中污染物。一、自然生物修复反应参数自然生物修复的能力可以根据现场的一些参数进行估计，以苯污染修复为例，主要的生物反应和相应的参数详细列如下。（一）好氧生物氧化7.5O2＋C6H6→6CO2＋3H2O质量比:O2:C6H6=3.1:1每消耗1mg/L的DO就可以降解0.32mg/L的苯。如果背景DO是4.0mg/L，好氧降解的容量是0.32×4／1=1.28mg/L。(二)反硝化反应6NO3-＋H+＋C6H6→6CO2＋6H2O＋3N2质量比：NO3-：C6H6=4.8:1每消耗1mg/L

7、的NO；可以降解0.2lmg/L的苯。如果背景NO3是12mg/L，则生物降解容量是0.21×12/1=2.52mg/L。二、自然生物修复评价(一)现场污染物消失速率的检测需要建立有关受污染区域的特征和污染物状况的数据库。污染物的位置和来源，溶解性污染物的位置和浓度等。土壤分布的地理特征，水力参数如水力学渗流系数和水力梯度，以及地下水的生物数据。(二)表征生物反应指标变化趋势的调查生物反应的趋势可以采用监测DO、Eh、pH、温度、电导率、碱度、NO3-、SO42-、硫化物、Fe2+、CO2、CH4和Cl-，以及污染本身浓度等参数。(二)表征生物反应指标变化趋

8、势的调查根据数据，勾画出相应的变化曲线就可以清晰地确